气凝胶超级绝热复合材料对钢结构的防火性能.pdf

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气凝胶超级绝熱复对
钢结构的防火性能
钟支葵,葛全伟,吴会军,丁云飞
(1广~州大学土木工程学院,东广州510006
2.河南省清丰县住房和城乡建设局,河南清丰457300
摘要:以耐火砫酸铝纤维为支撑体,超级绝热SiO2气凝胶为填充介质,制备了硅酸铝纡维凝胶超级绝热复合材料,表征了复
合材料的微观结构和导热系数,测试了不同厚度复合材料对钢结构防火性能的影响。结果表明,复合材料具有纳米多孔结构和超低
导热系数[0.0251W/(m?K),钢板在3m厚复合材料保护下,经800℃持续加热1h后钢板表面温度为121.55℃,远低于钢结构的
软化温度,具有优异的防火和安全性能。
关键词:结构:防火:气凝胶:绝热
中图分类号:TU545
文献标识码:A
文章编号:1001-702X(2015)11-0054-04
Fire retardant performance of super-thermal insulating aerogels for steel structure
ZHONG Zhikui, GE Quanwei, WU Huijuni, DING Yunfei
(1. Scheol of Civil Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, Guangdong, China
2. Qingfeng County, Henan Province, Housing and Urhan Construction Bureau, Qingfeng 457300, Ilenan, China)
Abstract: Aluminum silicate fiber/io aerogel composites with super thermal insulation were successfully prepared by using
aluminum silicate fiber as reinforcing materials and Sio aerogels as filling materials. The microstructures and thermal conductivity
of the composites were characterized and the fire retardant performance of various thickness were investigated. The results
indicated that the composites had nano-porous structure and super-low Thermal conductivity 0.0251 W(MK).nder the protection
of 3 mm-thick composite, the steel plale side temperature heated at 800 C for I h could keep at 121. 55 C, which was significantly
lower than the softening temperature of the steel structure. Therefore, the as-prepared silicate iber/aerogel composites had excellent
fire retardant and security performance
Key words: steel structures, fire retardant, aerogels, thermal insulation
0前言
作用,而火场温度通常会在10min内上升至800℃以上,裸
露的钢结构很快会出现变形情况,产生局部破坏,最终失去承
钢结构因具有构件截面小、自重轻、运输安装方便、可回载力,引起坍塌,造成严重的伤亡事故和经济损失。
收再利用等特点,作为绿色建筑材料和结构目前己广泛应用
近年米,为提高钢结构的防火性能,已有多种防火方法,
于超高层建筑、机场、车站、科技场馆等建筑。但钢结构的耐火其中轻质高强,具有优良防火性能的防火板法逐渐得到越来
性差,在正常荷载情况下,500℃左右时钢结构即会失去承载越多的关注和应用2。徐国强等吧目前绝热性能优良的SiO2
气凝胶超級绝热材料与硅酸钙复合制备出硅酸钙/气凝胶复
基金项目:广东省自然科学杰出青年基金项目(92013050014139
合材料,用于钢结构防火,并采用 ANSYS有限元软件分析了
广东省科技计划重大专项项目(2012A01080003)
硅酸钙防火板的耐火性能,发现其耐火极限是普通防火涂料
收稿日期:2015-08-18
的2.5倍,与常规防火材料相比,气凝胶超级绝热复合材料大
作者简介:钟支婆,男,1992年生,江西端金人,硕土研究生。通讯作幅提高了钢结构防火材料的隔热和防火性能。
者:吴会军,F-mail:wuhuijun(@tsinghua.orn.cn。
SiO2气凝胶的纳米多孔结构对热流具有超低导热、无对流
54·新型建筑材料
2015.11